機電一體化復習題(附答案)-資料下載頁
2025-06-24 19:11本頁面
【正文】 知某工作臺采用直流電機絲杠螺母機構驅動，已知工作臺的行程L=250mm，絲杠導程t＝4mm，齒輪減速比為i=5，要求工作臺位移的測量精度為o．005mm(忽略齒輪和絲杠的傳動誤差)。 (1)試采用高速端測量方法，確定旋轉編碼器的每轉脈沖數(shù)‘(2)若將傳感器與絲杠的端部直接相連，n。=500脈沖／轉的旋轉編碼器是否合用。五、綜合題(16分) 已知電機驅動的三自由度位置控制系統(tǒng)，單個自由度的驅動系統(tǒng)如圖所示，確定整系統(tǒng)的控制方案、畫出控制系統(tǒng)原理圖。(至少提出兩個方案)答案及評分標準(供參考)一、填空[每空2分，共20分) 產(chǎn)業(yè)機電一體化產(chǎn)品 民用機電一體化產(chǎn)品2．控制軟件 硬件接口3．前小后大4．電源 輸入／輸出接口5．靈敏度 線性度二、簡答題(每題4分，共20分)1．答：機電一體化技術使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現(xiàn)自動檢測，控制，補償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。2．答：機電一體化相關技術有：機械技術，計算機與信息處理技術，系統(tǒng)技術，白動控制技術，傳感器測試技術和伺服驅動技術。3．答：轉動慣量增大使機械負載增加，功率消耗大；使系統(tǒng)相應速度變慢，降低靈敏度；使系統(tǒng)固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。4．答：詳細設計主要包括：系統(tǒng)總體設計；業(yè)務的分組；機械本體及工具設計；控制系統(tǒng)設計：程序設計；后備系統(tǒng)設計；完成詳細設計書及制造圖樣；產(chǎn)品出廠及使用文件的設計。5．答：A／D接口的功能是將溫度、壓力等物理量經(jīng)傳感器變成的電壓、電流等信號轉換為數(shù)字量。D／A接口是將二進制數(shù)字量轉換成電壓信號。三、分析題(20分)1.(10分)解答：圖中各部可分為：(1) 控制及信息處理單元：鍵盤、計算機、顯示；(2)測試傳感部分：光電編碼器、信號處理；(3)能源：電源；(4)驅動部分：功放、電機；(5)執(zhí)行機構：聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機構、工作臺2．(10分)解答：齒輪傳動鏈位于電機之后，前向通道的閉環(huán)之外，其傳動誤差的低頻分量和高頻分量都不能通過閉環(huán)控制來消除，都會影響輸出精度。四、計算題(24分)1．(12分)解： (1)計算負載力 (4分)負載力由外負載力、慣性負載力兩部分構成(1)高速端測量 設傳感器的每轉脈沖數(shù)為，n，每個脈沖對應工作臺的位移為 滿足題目要求。(2)低速端測量傳感器直接與絲杠連接，與減速比無關 可知”。＝500脈沖／轉的編碼器不合用。五、綜合題(16分)解：可以使用工業(yè)PC機或者單片機完成系統(tǒng)的控制。具體可以有下三種方案：(1)工業(yè)PC機集中控制方案： 用一臺工業(yè)PC機對三個自由度實現(xiàn)集中控制，包括任務管理和三個自由度的伺服控制，系統(tǒng)原理圖如下。(2)工業(yè)PC機、單片機分級控制方案：用一臺工業(yè)PC機與三個單片機通信，對三個單片機實現(xiàn)管理，每個單片機負責一個自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下。(3)單片機、單片機分級控制方案：用一個單片機作為主單片機與三個從單片機通信，對三個從單片機實現(xiàn)管理，每個從單片機負責一個自由度的伺服控制，控制系統(tǒng)原理圖如下。評分標準：正確回答出三種方案之中的任意兩個即可得滿分。
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